(57)【要約】  電気的に作動するエアロゾル発生システムのエアロゾル発生構成要素（２００）であって、第一および第二の電気的接続端子（２１０、２１５）と、第一および第二の電気的接続端子と、第一の電気的構成要素（２２０）であって、第一の電気的構成要素が第一の電気的接続端子と第二の電気的接続端子の間に接続されているエアロゾル発生器であるものと、第一の電気的接続端子と第二の電気的接続端子の間に接続されている第二の電気的（３２０、３３０、３４０、３５０、３６０）と、第一の電気的構成要素と第二の電気的接続端子の間に接続されている第一のバリア構成要素（３００）と、第二の電気的構成要素と第一の電気的接続端子の間に接続されている第二のバリア構成要素（３１０）とを備え、電流が接続端子に第一の方向（Ａ）に流された時に第二の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が接続端子に第一の方向とは反対の第二の方向（Ｂ）に流された時に第二の電気的構成要素を通した電流フローを許容するように配置された非対称コンダクタンスを第二のバリア構成要素が有し、また電流が接続端子に第二の方向に流された時に第一の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が接続端子に第一の方向に流された時に第一の電気的構成要素を通した電流フローを許容するように配置された非対称コンダクタンスを第一のバリア構成要素が有する。【選択図】図２
2019509026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に作動するエアロゾル発生システムのエアロゾル発生構成要素であって、
第一の電気的接続端子および第二の電気的接続端子と、
第一の電気的構成要素であって、前記第一の電気的構成要素が前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に接続されたエアロゾル発生器であるものと、
前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に接続された、第二の電気的構成要素と、
前記第一の電気的構成要素と前記第二の電気的接続端子の間に接続された第一のバリア構成要素と、
前記第二の電気的構成要素と前記第一の電気的接続端子の間に接続された第二のバリア構成要素とを備え、電流が前記接続端子に第一の方向に流された時に前記第二の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が前記接続端子に前記第一の方向とは逆の第二の方向に流された時に前記第二の電気的構成要素を通した電流フローを許容するように配置された非対称コンダクタンスを前記第二のバリア構成要素が有し、また電流が前記接続端子に前記第二の方向に流された時に第一の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が前記接続端子に前記第一の方向に流された時に前記第一の電気的構成要素を通した電流フローを許容する非対称コンダクタンスを前記第一のバリア構成要素が有する、エアロゾル発生構成要素。
【請求項２】
前記第二の電気的構成要素が電気的なヒューズである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項３】
前記第二の電気的構成要素が第二のエアロゾル発生器である、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項４】
前記第二の電気的構成要素がレジスタ、コンデンサまたはインダクタである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項５】
前記第二の電気的構成要素がセンサーである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項６】
前記第二の電気的構成要素がメモリーである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項７】
前記エアロゾル発生器が抵抗性ヒーターである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項８】
前記エアロゾル発生構成要素がカトマイザーであり、使用時に前記エアロゾル発生器によって霧状にされる液体を含む液体貯蔵部分を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項９】
前記第一および第二の接続端子が環状であり、相互に同軸である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項１０】
前記第一のバリア構成要素または前記第二のバリア構成要素、または前記第一のバリア構成要素と前記第二のバリア構成要素の両方が、半導体ダイオードまたはトランジスタである、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項１１】
前記第一のバリア構成要素が発光ダイオードである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項１２】
主要ユニットを備える電気的に作動するエアロゾル発生システムであって、  前記主要ユニットが、前記制御回路に接続された電源、制御回路、第一および第二の電気的な接点と、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素とを備え、本体の前記第一および第二の電気的な接点が、前記構成要素の前記第一および第二の電気的接続端子に接続するように構成された、電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【請求項１３】
前記制御回路が、第一のモードで前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に正の電圧差をかけるように構成され、第二のモードで前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に負の電圧差をかけるように構成されている、請求項１２に記載の電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【請求項１４】
前記主要ユニットが、接続部分を有するハウジングを備え、また前記エアロゾル発生構成要素が、前記主要ユニットの前記ハウジングの前記接続部分に対応する接続部分を有するハウジングを備え、前記主要ユニットの前記ハウジングの前記接続部分と、エアロゾル発生構成要素の前記ハウジングの前記接続部分とがねじ式に取り付けられる、請求項１２または１３に記載の電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【請求項１５】
前記システムが電気的に作動する喫煙システムである、請求項１２、１３または１４のいずれか一項に記載の電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に作動するエアロゾル発生システム、特に簡単かつ安価な方法で二つの異なる機能を実施することを制御できる電気的に作動する喫煙システム用の構成要素に関連する。
【背景技術】
【０００２】
電気的に作動するエアロゾル発生システムの一つのタイプは、ｅ−シガレットなどの電気的に作動する喫煙システムである。液体基体を霧状にする手持ち式の電気的に作動する喫煙システムは典型的に、電池および制御電子回路を備える装置部分と、エアロゾル形成基体の供給源および電気的に作動するアトマイザーを備えるカートリッジ部分とから成る。エアロゾル形成基体の供給源およびアトマイザーの両方を備えるカートリッジは、「カトマイザー」と呼ばれることもある。アトマイザーは一般的に、ヒーター組立品である。一部の周知の実施例において、エアロゾル形成基体は液体エアロゾル形成基体であり、アトマイザーは液体エアロゾル形成基体内に浸された細長い芯の周りに巻かれたヒーターワイヤのコイルを備える。カートリッジ部分は一般に、エアロゾル形成基体の供給源および電気的に作動するヒーター組立品だけでなく、ユーザーが使用時にエアロゾルを口の中へと引き出すために吸うマウスピースも含む。その他の類似した配置が喫煙システム内で可能である。例えば、喫煙システムは三つのパーツを備え、電池および制御電子回路を備える装置部分と、エアロゾル形成基体の供給源を備えるカートリッジ部分と、アトマイザーを備える電気的に作動するアトマイザー部分とを備えうる。この例において、カートリッジ部分とアトマイザー部分はどちらも使い捨てとしうるが、異なる耐用年数を有しうる。また、固体エアロゾル形成基体（刻みたばこなど）を加熱する喫煙システムは、当業界で周知であり、取り外し可能かつ交換可能な加熱用構成要素を備えうる。
【０００３】
加えて、基体からエアロゾルを簡単に発生させるために、カートリッジまたはシステムのその他の使い捨て可能な構成要素は、残りの液体を表示する機能、あるいはカートリッジ内の液体タイプを識別する電子信号を装置部分に提供する機能など、その他の機能を実施することが好ましい場合がある。このタイプの追加的な機能付きのカトマイザーが周知である。ところが、追加的な機能を提供することは、典型的に使い捨て可能な構成要素であるものにおいて、追加的な複雑さおよびコストをもたらす。製造コストを低く保ち、装置の複雑さを最小限に抑えるためには、できるだけ簡単な方法で追加的な機能を達成することが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第一の態様において、電気的に作動するエアロゾル発生システムのエアロゾル発生構成要素が提供されており、これは、
第一および第二の電気的接続端子と、
第一の電気的構成要素であって、第一の電気的構成要素が第一の電気的接続端子と第二の電気的接続端子の間に接続されたエアロゾル発生器であるものと、
第一の電気的接続端子と第二の電気的接続端子の間に接続された第二の電気的構成要素と、
第一の電気的構成要素と第二の電気的接続端子の間に接続された第一のバリア構成要素と、
第二の電気的構成要素と第一の電気的接続端子の間に接続された第二のバリア構成要素とを備え、電流が接続端子に第一の方向にかけられた時に第二の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が接続端子に第一の方向とは逆の第二の方向にかけられた時に第二の電気的構成要素を通した電流フローを許容するように配置された非対称コンダクタンスを第二のバリア構成要素が有し、また電流が接続端子に第二の方向にかけられた時に第一の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が接続端子に第一の方向にかけられた時に第一の電気的構成要素を通して電流フローを許容する非対称コンダクタンスを第一のバリア構成要素が有する。
【０００５】
この配置では、二つの別個の機能を提供するために二つの接続端子のみが必要である。第一の電気的構成要素および第二の電気的構成要素は互いに異なる。電流が接続端子に第一の方向にかけられた時、第一の構成要素はエアロゾル発生器として機能する。電流が接続端子に反対方向にかけられた時、第二の構成要素は第二の機能を遂行する。第一および第二のバリア構成要素は、接続端子にかけられた電流の方向に応じて、電流フロー経路を制御する。
【０００６】
第二の電気的構成要素は、多数の異なる機能のうちの一つを提供しうる。例えば、第二の電気的構成要素は、ヒューズを飛ばしてエアロゾル発生構成要素を無効化できる電気的なヒューズでもよい。第二の電気的構成要素は、代替的なエアロゾル発生方法または作動モードを提供する第二のエアロゾル発生器でもよい。第二の電気的構成要素は、エアロゾル発生構成要素を電気的に識別するために使用されるレジスタ、コンデンサまたはインダクタとしうる。第二の電気的構成要素は、例えばエアロゾル発生構成要素内に残っている基体のレベルを検出するように構成されているか、または温度を測定するように構成されているセンサーとしうる。第二の電気的構成要素は、使用状況データを記録するためのメモリーでもよい。
【０００７】
第一および第二のバリア構成要素のそれぞれはダイオードを備えうる。別の方法として、または追加的に、第一のバリア構成要素、または第二のバリア構成要素、または第一および第二のバリア構成要素の両方は、トランジスタを備えうる。第一および第二のバリア構成要素はそれぞれ、ｐｎ接合を備えうる。第一のバリア構成要素は、電流がエアロゾル発生器を通して流れる時に発光する発光ダイオードを備えうる。これは、エアロゾル発生器が起動されたことの視覚的表示をユーザーに提供する。第二のバリア構成要素はまた、発光ダイオードを備えうる。第二のバリア構成要素は、第一のダイオードとは異なる波長の光を発しうる。
【０００８】
エアロゾル発生器は、作動時にエアロゾル形成基体からエアロゾルを発生する構成要素である。エアロゾル発生器はアトマイザーでもよい。アトマイザーは、エアロゾル形成基体を加熱するように構成された加熱手段を含みうる。ヒーターは一つ以上の発熱体を含みうる。一つ以上の発熱体は、エアロゾル形成基体を最も効果的に加熱するように適切に配置されうる。一つ以上の発熱体は、主に伝導によってエアロゾル形成基体を加熱するように配置されうる。一つ以上の発熱体は、エアロゾル形成基体と実質的に直接接触して配置されうる。一つ以上の発熱体は、一つ以上の熱伝導性要素によってエアロゾル形成基体に熱を伝達するように配置されてもよい。一つ以上の発熱体は使用時に、エアロゾル発生システムを通して引き出された周囲空気に熱を伝達するように配置されてもよく、そうすることで対流によってエアロゾル形成基体を加熱しうる。一つ以上の発熱体は、周囲空気がエアロゾル形成基体を通して引き出される前に、周囲空気を加熱するように配置されてもよい。一つ以上の発熱体は、周囲空気がエアロゾル形成基体を通して引き出された後に、周囲空気を加熱するように配置されてもよい。
【０００９】
一つ以上の電気発熱体は電気抵抗性の材料を含みうる。適切な電気抵抗性の材料には例えば、ドープされたセラミックなどの半導体、「導電性」のセラミック（例えば、二ケイ化モリブデンなど）、炭素、黒鉛、金属、合金、およびセラミック材料製・金属材料製の複合材料が挙げられうる。
【００１０】
一つ以上の電気発熱体は任意の適切な形態を取ってもよい。例えば、一つ以上の電気発熱体は一つ以上の加熱用ブレードの形態を取ってもよく、またはコイルの形態の一つ以上の加熱用ワイヤーもしくはフィラメントでもよい。一つ以上の電気発熱体は、異なる導電性部分または一つ以上の電気抵抗性の金属チューブを有するケーシングまたは基体の形態を取ってもよい。
【００１１】
ヒーターは誘導加熱手段を含んでもよい。
【００１２】
別の方法として、または追加的に、アトマイザーは、一つ以上の振動可能な要素と、一つ以上の振動可能な要素で振動を励起するように配置された一つ以上のアクチュエータとを含んでもよい。一つ以上の振動可能な要素は、エアロゾル形成基体が通過して霧状にされる複数の通路を含んでもよい。一つ以上のアクチュエータは一つ以上の圧電変換器を含みうる。
【００１３】
使用時に、霧状にされたエアロゾル形成基体は、エアロゾル発生システムの空気通路を通る気流と混合され、その気流内に運ばれうる。
【００１４】
エアロゾル発生構成要素はエアロゾル形成基体の供給源を備えうる。エアロゾル形成基体は液体であってもよい。エアロゾル発生構成要素は液体貯蔵部分を含みうる。エアロゾル形成基体は室温で液体でありうる。エアロゾル形成基体は、液体成分と固体成分の両方を含みうる。エアロゾル形成基体はニコチンを含みうる。ニコチンを含有する液体エアロゾル形成基体はニコチン塩マトリクスであってもよい。エアロゾル形成基体は植物由来材料を含みうる。エアロゾル形成基体はたばこを含みうる。エアロゾル形成基体は、加熱に伴いエアロゾル形成基体から放出される揮発性のたばこ風味化合物を含有するたばこ含有材料を含みうる。エアロゾル形成基体は均質化したたばこ材料を含みうる。エアロゾル形成基体は非たばこ含有材料を含みうる。エアロゾル形成基体は均質化した植物由来材料を含みうる。
【００１５】
液体エアロゾル形成基体は少なくとも一つのエアロゾル形成体を含みうる。エアロゾル形成体は、使用時に密度の高い安定したエアロゾルの形成を容易にする、およびシステムの操作温度で熱分解に対して実質的に抵抗性のある任意の適切な周知の化合物または化合物の混合物である。適切なエアロゾル形成体は当業界で周知であり、多価アルコール（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、およびグリセリンなど）、多価アルコールのエステル（グリセロールモノアセテート、ジアセテート、またはトリアセテートなど）、およびモノカルボン酸、ジカルボン酸、またはポリカルボン酸の脂肪族エステル（ドデカン二酸ジメチルおよびテトラデカン二酸ジメチルなど）を含むが、これに限定されない。エアロゾル形成体は、多価アルコールまたはその混合物（トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオールおよびグリセリンなど）であってもよい。液体エアロゾル形成基体は、その他の添加物および成分（風味剤など）を含みうる。
【００１６】
液体エアロゾル形成基体は水、溶媒、エタノール、植物エキス、および天然の風味または人工の風味を含みうる。液体エアロゾル形成基体は一つ以上のエアロゾル形成体を含みうる。適切なエアロゾル形成体の例には、グリセリンおよびプロピレングリコールが挙げられる。
【００１７】
液体エアロゾル形成基体は、ニコチンおよび少なくとも一つのエアロゾル形成体を含みうる。エアロゾル形成体はグリセリンであってもよい。エアロゾル形成体はプロピレングリコールであってもよい。エアロゾル形成体は、グリセリンとプロピレングリコールの両方を含みうる。液体エアロゾル形成基体は、約２％〜約１０％のニコチン濃度を有してもよい。
【００１８】
エアロゾル発生構成要素は、液体貯蔵部分に保持された液体エアロゾル形成基体をエアロゾル発生器の一つ以上の要素へと運ぶための一つ以上の毛細管芯を含んでもよい。液体エアロゾル形成基体は、液体が毛細管作用によって一つ以上の毛細管芯を通して運ばれることを可能にする物理的特性（粘性を含む）を有しうる。一つ以上の毛細管芯は、毛細管材料に関して上述した構造のいくつかの特性を有していてもよい。
【００１９】
一つ以上の毛細管芯は、液体貯蔵部分に保持された液体と接触するように配置されうる。一つ以上の毛細管芯は液体貯蔵部分の中へと延びうる。この場合、使用時に液体は、一つ以上の毛細管芯内での毛細管作用によって、液体貯蔵部分からエアロゾル発生器の一つ以上の要素に移動されうる。一つ以上の毛細管芯は、第一の端および第二の端を有しうる。第一の端は、液体貯蔵部分内に保持されている液体エアロゾル形成基体をエアロゾル発生器に引き出すために、液体貯蔵部分内に延びうる。第二の端は、エアロゾル発生システムの空気経路内に延びうる。第二の端は、一つ以上のエアロゾル発生要素を含みうる。第一の端および第二の端は、液体貯蔵部分の中へ延びうる。一つ以上のエアロゾル発生要素は、第一の端と第二の端の間の芯の中央部分に配置されうる。使用時に、一つ以上のエアロゾル発生要素が起動される時、一つ以上の毛細管芯内の液体エアロゾル形成基体は、一つ以上のエアロゾル発生要素で、およびその周りで霧状にされる。エアロゾル発生要素は、加熱用ワイヤーまたはフィラメントを備えうる。加熱用ワイヤーまたはフィラメントは、一つ以上の毛細管芯の部分を支持または包囲しうる。液体基体の特性と相まる一つ以上の毛細管芯の毛細管特性は、通常の使用中、十分なエアロゾル形成基体が存在する時に、芯がエアロゾル発生器の領域において液体エアロゾル形成基体で常に湿っていることを確実にしうる。
【００２０】
別の方法として、エアロゾル形成基体は固体材料であってもよい。固体エアロゾル形成基体は例えば、薬草の葉、たばこ葉、たばこの茎の破片、再構成たばこ、均質化したたばこ、押出成形たばこ、膨化たばこのうちの一つ以上を含む、粉末、顆粒、ペレット、断片、スパゲッティ、細片またはシートのうち一つ以上を含みうる。固体エアロゾル形成基体は、容器に入っていない形態にしてもよく、または適切な容器またはカートリッジで提供してもよい。固体エアロゾル形成基体は、その固体エアロゾル形成基体の加熱に伴い放出される追加的なたばこまたは非たばこ揮発性風味化合物を含みうる。
【００２１】
固体エアロゾル形成基体は、エアロゾル発生構成要素内に提供されてもよく、またはエアロゾル発生構成要素内に装填されるか、もしくはそれに接続される別個の物品として提供されてもよい。固体エアロゾル形成基体は、喫煙物品として提供されうる。エアロゾル発生器は、固体エアロゾル形成基体を加熱して、エアロゾル形成基体の成分を気化するように構成されうる。
【００２２】
エアロゾル発生構成要素はマウスピース部分を備えうる。マウスピース部分は、ユーザーがマウスピース部分で吸引、吸煙、または引き出しを行い、エアロゾル発生構成要素を通してアトマイザーを通過して空気を引き出すことを可能にするように構成されうる。
【００２３】
エアロゾル発生構成要素はハウジングを有しうる。ハウジングは、電源および制御電子回路を備える主要ユニットと接続するための接続部分を備えうる。接続部分は、例えばねじ式取付、押し込みばめまたはバヨネット式取付を含みうる。ハウジングは円形断面を持ちうる。接続端子は環状であり、互いに同軸でありうる。これは、エアロゾル発生構成要素の正確な回転位置を必要とすることなく、ねじ式取付によってなされる信頼性の高い接続を可能にする。
【００２４】
本発明の第二の態様において、主要ユニットを備える電気的に作動するエアロゾル発生システムが提供されており、主要ユニットは電源、制御回路および制御回路に接続された第一および第二の電気的な接点と、第一の態様によるエアロゾル発生構成要素とを備え、ここで本体の第一および第二の電気的な接点は、エアロゾル発生構成要素の第一および第二の電気的接続端子に接続するように構成されている。
【００２５】
制御回路は、第一のモードで第一の電気的接続端子と第二の電気的接続端子の間に正の電圧差をかけるように構成され、第二のモードで第一の電気的接続端子と第二の電気的接続端子の間に負の電圧差をかけうる。
【００２６】
第一および第二の電気的な接点、ならびに第一および第二の電気的接続端子は、任意の形状または構成で配置されうる。一例において、第一および第二の接点はどちらも環状であり、かつ同軸に配置される。これは、主要ユニットをエアロゾル発生構成要素に接続するためにねじ接続が使用される時に、信頼性の高い電気的接続を可能にする。
【００２７】
このシステムは電気的に作動する喫煙システムであってもよい。
【００２８】
主要ユニットは一つ以上の電力供給源を備えうる。電源は電池としうる。電池は、例えばリチウムコバルト電池、リン酸鉄リチウム電池、チタン酸リチウム電池、またはリチウムポリマー電池といったリチウム系の電池でもよい。電池はニッケル水素電池またはニッケルカドミウム電池でもよい。電源はコンデンサなどの別の形態の電荷蓄積装置であってもよい。電源は再充電を必要とする場合があり、また数多くの充放電サイクルのために構成されてもよい。電源は、１回以上の喫煙体験のための十分なエネルギーの保存を可能にする容量を有してもよい。例えば、電源は従来型の紙巻たばこ１本を喫煙するのにかかる一般的な時間に対応する約６分間、または６分の倍数の時間にわたるエアロゾルの連続的な生成を可能にするのに十分な容量を有してもよい。別の例において、電源は所定の回数の吸煙、または加熱手段およびアクチュエータの不連続的な起動を可能にするのに十分な容量を有しうる。エアロゾル発生構成要素は、カトマイザーであってもよい。カトマイザーは、使用時にアトマイザーによって霧状にされる液体を含む液体貯蔵部を備えうる。
【００２９】
制御回路は、マイクロプロセッサを備えてもよく、プログラム可能なマイクロプロセッサを備えることが好ましい。制御回路は、アトマイザーおよび第二の電気的構成要素の作動を制御するように構成されうる。特に制御回路は異なる作動モードでエアロゾル発生構成要素の第一および第二の電気的接続端子に電流が供給される方向を制御しうる。
【００３０】
主要ユニットはハウジングを有しうる。ハウジングはエアロゾル発生構成要素と接続するための接続部分を備えうる。主要ユニットハウジングは、エアロゾル発生構成要素のハウジングの接続部分に対応する接続部分を有することができ、例えば、ねじ式取付、押し込みばめまたはバヨネット式取付を備えうる。
【００３１】
ここで本発明による実施形態を、以下の添付図面を参照しながら、例証としてのみではあるが詳細に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】図１Ａは、分解された状態にある、本発明による、二つの構成要素から成る喫煙装置の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、組み立てられた状態にある、図１Ａの装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第一の実施形態による回路配置である。
【図３】図３は、本発明の第二の実施形態による回路配置である。
【図４】図４は、本発明の第三の実施形態による回路配置である。
【図５】図５は、本発明の第四の実施形態による回路配置である。
【図６】図６は、本発明の第一の実施形態による回路配置である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１Ａは、分解された状態にある、二つの構成要素から成る喫煙装置の概略図である。装置は、電池１２０および制御回路１３０を備える主要ユニット１００と、液体２３０の貯蔵部、電動式ヒーター２２０、マウスピース２４０を備える、カトマイザーと呼ばれるエアロゾル発生構成要素２００とを備える。
【００３４】
図１Ｂは、組み立てられた状態にある、図１Ａの装置の概略図であり、主要ユニット１１０のハウジングは、エアロゾル発生構成要素２０５のハウジングに固定されている。電力は、制御回路１３０の制御下で、主要ユニット内の電池１２０からエアロゾル発生構成要素内のヒーター２２０に供給される。主要ユニットがエアロゾル発生構成要素に接続される時、電気的接続端子２１０、２１５は、主要ユニットにある電気的な接点１４０、１４５と結合する。電流は電気的な接点および接続端子を通して供給されることができる。概略的な図示だけであるが、主要ユニットとエアロゾル発生構成要素の間の接続は、ネジ接続によってなされる。主要ユニットおよびエアロゾル発生構成要素の相対的な回転位置が、有効な電気的接続を提供するために重要でないように、電気的接続端子および電気的な接点はどちらも、環状の同軸コネクターとして配置されることができる。
【００３５】
貯蔵部２３０の液体は、毛細管芯２２５によってヒーター２２０に送達される。毛細管芯は、エアロゾル発生構成要素の中央を通り抜ける管２４５を通って気流通路２３５にわたり延びる。ヒーターは、気流通路内で毛細管芯２２５の周りに巻かれたヒーターフィラメントを備える。ヒーターは、電気的接続端子２１０、２１５と電気的に接続されている。
【００３６】
図１Ａおよび１Ｂに図示された装置は、以下の通り作動する。ユーザーがエアロゾル発生構成要素のマウスピース２４０を吸うと、空気が主要ユニットのハウジングの入口孔、およびエアロゾル発生構成要素を通って、気流通路２３５に引き出される。マイクロホン（図示せず）などの気流センサーが、主要ユニット内に提供され、ユーザーによって誘発される空気の流れを感知する。十分な気流が検出されると、制御回路が電力をヒーターに供給する。これによって、ヒーターの直近にある液体をヒーターに加熱させ、気化させる。結果として生じる蒸気は、ヒーターを通る空気流内で冷却され、凝結してエアロゾルを形成する。その後、エアロゾルがユーザーの口に引き出される。ユーザーがマウスピースで吸うのをやめて、気流センサーを通過する気流が閾値レベルよりも低下した時、制御回路はヒーターへの電力供給を停止する。毛細管芯内の液体は、毛細管作用によって液体貯蔵部から補充される。
【００３７】
ところが、追って説明する通り、本発明の実施形態において、エアロゾル発生構成要素は基体の霧状化のほかにも別の機能を実行し、追加的な電気的構成要素または電気的構成要素２５０がその機能のために提供される。追加的な機能は、制御回路に対してカトマイザー内の液体のタイプを識別することでもよく、またはシステムのパラメータの測定値（ヒーター温度または液体貯蔵部分内の液体レベルなど）を制御回路に提供することでもよく、またはカトマイザーの使用状況データを記録することでもよい。別の方法として、追加的な機能は、誤作動や、ある一定期間の使用後など、ある一定の条件でカトマイザーを無効化するためであってもよい。
【００３８】
通常は、カトマイザーにこうした追加的な機能性を提供するために、さらなる機能固有の電気的接続を主要ユニットとカトマイザーの間に提供することが必要である。そのため、アトマイザーを制御回路に接続するために一対の接続端子を使用でき、またカトマイザー内の追加的な電気的構成要素と主要ユニット内の制御回路との間で電力またはデータを転送するために別の一対の電気的接続を使用しうる。これは、主要ユニットの複雑さおよびコストを著しく増大させる。また、誤作動や破損の可能性を増大させ、主要ユニットとカトマイザーの間の接続の信頼性を低下させる。
【００３９】
ところが、主要ユニットとカトマイザーの間に単一の一対の電気的接続のみを使用して追加的な機能を提供することが可能である。図２は、電力がヒーターに供給される前に、主要ユニット内の制御回路によって測定可能な識別用のレジスタをカトマイザー内に提供するための基本的な回路配置を図示したものである。これは有用であり、その理由は、異なるカトマイザー内の異なる液体成分、または異なるカトマイザー内でのヒーターと気流の異なる配置では、ユーザーにとって最適な体験を提供するために、ヒーターに供給される電力の異なる管理を必要としうるためである。ヒーターに電力をかける前に、主要ユニットに接続されたカトマイザーのタイプを識別することによって、適切な電力管理プログラムが選択されうる。また、偽造カトマイザーを検出するために有益でありうる。識別用レジスタがない場合、または認識されている価値の識別用レジスタではない場合、制御回路はカトマイザーへの動力供給を阻止するように構成されうる。
【００４０】
図２の配置において、電気的接続端子２１０、２１５には、それぞれＴ1、Ｔ2という符号が付けられている。ヒーター２２０はＴ1に直接接続され、またＴ2に第一のダイオード３００を通して接続されている。第一のダイオードは、ヒーター２２０を通したＴ2からＴ1への電流の流れを阻止する。識別用レジスタ３２０は、ヒーターと並列に、接続端子に接続される。識別用レジスタは、Ｔ2に直接接続され、またＴ1に第二のダイオード３１０を通して接続されている。第二のダイオードは、レジスタ３２０を通したＴ1からＴ2への電流の流れを阻止する。
【００４１】
図２の第一および第二のダイオードは、単純なｐｎ接合ダイオードである。ところが、一方または両方のダイオードは、発光ダイオードまたは別のタイプのダイオードである。
【００４２】
そのため、ヒーターを起動することなく識別用レジスタ３２０の抵抗を測定するために、制御回路は、電流が識別用レジスタを通過できるように接続端子に電流を流す（矢印Ｂで図示）。レジスタ３２０内で電力を浪費することなくヒーターを起動するために、制御回路は、反対方向に接続端子に電流を流す（矢印Ａで図示）。図２に示す配置は、単一の一対の電気的接続を使用して、簡単かつ安価な方法で、二つの別個の独立した回路が効果的に形成されることを可能にする。レジスタ３３０は、コンデンサやインダクタなど、別のタイプの識別用の電気的構成要素で置き換えることができる。
【００４３】
図３、４、５および６は、図２に示すものと類似した回路配置を図示したものであるが、異なる二次機能を提供するように構成されている。図３では、図２のレジスタ３２０の代わりに、ヒューズ３３０が提供されている。ヒューズは、エアロゾル形成基体の供給源が枯渇された後のカトマイザーの再使用を阻止するように提供されうる。例えば、制御回路は、新しいカトマイザーが主要ユニットに接続された後でヒーターが起動された回数を計数するように構成されてもよく、また計数値が所定の数に達した時に、ヒューズ３３０を通してヒューズを飛ばすのに十分な電流を流すように構成されてもよい。新しいカトマイザーが主要ユニットに接続されている時、制御回路は、ヒューズ３３０を飛ばすのに不十分な少なめの電流をＴ2からＴ1に流して、ヒューズが存在しかつ損傷していないことをチェックするように構成されてもよい。電流がＴ２からＴ１へ流れることができない場合、ヒューズは存在していないか、または飛んだ状態であり、制御回路はカトマイザーへの動力供給を阻止するように構成されてもよい。
【００４４】
図４において、図２のレジスタはセンサー３４０で置き換えられている。センサー３４０は、毎回のヒーター起動前、または毎回の喫煙セッション前に液体レベルをチェックできる液体レベルセンサーとしうる。液体貯蔵部内の液体レベルが閾値を下回った場合、制御回路はヒーターへの動力供給を阻止するように構成されうる。
【００４５】
図５において、図２のレジスタはメモリー３５０で置き換えられている。メモリーは、消耗品の使用状況データを保存するために使用されうる。使用状況データは、例えば使用時間、吸煙数、喫煙セッション数および推定液体使用量または推定液体残量を含みうる。ユーザーによる毎回の吸煙後、制御回路はメモリー内に格納されている記録を更新しうる。メモリーの提供は、交換できる再充填可能なカトマイザーでは特に有用である。カトマイザーにデータを格納することによって、それぞれのカトマイザーは、その使用記録を保持する。これは使用状況データを主要ユニットに格納するよりも有利であり、その理由は、使用状況データを主要ユニットに格納する場合では、主要ユニットが、使用前にそれぞれのカトマイザーを一意に識別して、使用されたそれぞれのカトマイザーの記録を維持する必要があるためである。
【００４６】
図６において、図２のレジスタは、第二のヒーター３６０で置き換えられている。第二のヒーターは、異なる加熱効果を起こさせるために、第一のヒーター２２０と同じ位置に提供されうる。別の方法として、異なる液体を加熱するために、または第一のヒーターの起動後に、第一のヒーターでの液体の補充に時間をかけることができるようにするために、第二のヒーターはカトマイザー内の異なる位置に提供されてもよい。制御回路は、異なりつつも交互に行われる吸煙で、それぞれのヒーターを起動するように構成されうる。別の方法として、特定の喫煙セッションでどちらのヒーターが使用されるかをユーザーが選択できるようにしてもよい。
【００４７】
本発明は、カトマイザーが二つの別個の独立した機能を有することを可能にしながら、標準的な二つの端子接続のみを有する。二つの接続のみを維持することで、装置は組立が簡単であり、作製が安価であり、かつ三つ以上の接続端子を有する複雑な解決策よりも高い信頼性を保ちうる。
【００４８】
本明細書に記述された例は単純な例であること、および異なる機能性またはより高度な機能性を提供するために、例示された回路に変更・修正がなされうることは明らかである。例えば、図示されたそれぞれの回路において、バリア構成要素は単純なダイオードであり、これは簡単かつ安価であるという利点を有する。ところが、トランジスタなど別の構成要素、または構成要素の組み合わせを使用して、同一の機能を提供することが可能である。
【００４９】
また、図１に図示したものとは異なるエアロゾル発生システムのタイプを本発明に組み込みうることは明らかである。特に、固体エアロゾル形成基体を加熱することによって作動する喫煙システムが、本発明に従い有用に作製されうる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月14日(2018.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に作動するエアロゾル発生システムのエアロゾル発生構成要素であって、
第一の電気的接続端子および第二の電気的接続端子と、
第一の電気的構成要素であって、前記第一の電気的構成要素が前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に接続されたエアロゾル発生器であるものと、
第二の電気的構成要素であって、前記第二の電気的構成要素が、前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に接続された前記第一の電気的構成要素とは異なる機能を遂行するように構成されたものと、
前記第一の電気的構成要素と前記第二の電気的接続端子の間に接続された第一のバリア構成要素と、
前記第二の電気的構成要素と前記第一の電気的接続端子の間に接続された第二のバリア構成要素とを備え、電流が前記接続端子に第一の方向に流された時に前記第二の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が前記接続端子に前記第一の方向とは逆の第二の方向に流された時に前記第二の電気的構成要素を通した電流フローを許容するように配置された非対称コンダクタンスを前記第二のバリア構成要素が有し、また電流が前記接続端子に前記第二の方向に流された時に第一の電気的構成要素を通した電流フローを阻止するが、電流が前記接続端子に前記第一の方向に流された時に前記第一の電気的構成要素を通した電流フローを許容する非対称コンダクタンスを前記第一のバリア構成要素が有する、エアロゾル発生構成要素。
【請求項２】
前記第二の電気的構成要素が電気的なヒューズである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項３】
前記第二の電気的構成要素が第二のエアロゾル発生器である、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項４】
前記第二の電気的構成要素がレジスタ、コンデンサまたはインダクタである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項５】
前記第二の電気的構成要素がセンサーである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項６】
前記第二の電気的構成要素がメモリーである、請求項１に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項７】
前記エアロゾル発生器が抵抗性ヒーターである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項８】
前記エアロゾル発生構成要素がカトマイザーであり、使用時に前記エアロゾル発生器によって霧状にされる液体を含む液体貯蔵部分を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項９】
前記第一および第二の接続端子が環状であり、相互に同軸である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項１０】
前記第一のバリア構成要素または前記第二のバリア構成要素、または前記第一のバリア構成要素と前記第二のバリア構成要素の両方が、半導体ダイオードまたはトランジスタである、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項１１】
前記第一のバリア構成要素が発光ダイオードである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素。
【請求項１２】
主要ユニットを備える電気的に作動するエアロゾル発生システムであって、  前記主要ユニットが、前記制御回路に接続された電源、制御回路、第一および第二の電気的な接点と、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエアロゾル発生構成要素とを備え、本体の前記第一および第二の電気的な接点が、前記構成要素の前記第一および第二の電気的接続端子に接続するように構成された、電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【請求項１３】
前記制御回路が、第一のモードで前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に正の電圧差をかけるように構成され、第二のモードで前記第一の電気的接続端子と前記第二の電気的接続端子の間に負の電圧差をかけるように構成されている、請求項１２に記載の電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【請求項１４】
前記主要ユニットが、接続部分を有するハウジングを備え、また前記エアロゾル発生構成要素が、前記主要ユニットの前記ハウジングの前記接続部分に対応する接続部分を有するハウジングを備え、前記主要ユニットの前記ハウジングの前記接続部分と、エアロゾル発生構成要素の前記ハウジングの前記接続部分とがねじ式に取り付けられる、請求項１２または１３に記載の電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【請求項１５】
前記システムが電気的に作動する喫煙システムである、請求項１２、１３または１４のいずれか一項に記載の電気的に作動するエアロゾル発生システム。
【国際調査報告】
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